第二輪復(fù)習(xí)時應(yīng)打破章節(jié)的限制，完善并梳理初中物理知識結(jié)構(gòu)，找出知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，要使前后知識聯(lián)系起來，系統(tǒng)鞏固知識，形成一個由知識點到知識面、最后到知識網(wǎng)絡(luò)的綜合體，使復(fù)習(xí)具有系統(tǒng)性。具體可以從以下幾點進(jìn)行專題復(fù)習(xí)：
1、按照知識點可以將初中物理分成力、熱、聲、光、電等版塊，用知識樹的形式把每個版塊涉及的內(nèi)容展現(xiàn)出來，建立相對獨立的知識體系。
2、按照中考題目類型，可以分為選擇、填空、實驗探究(包括操作實驗)、計算、信息綜合等專題，進(jìn)行專門練習(xí)，體會每種題型常見解題方法，使復(fù)習(xí)縱橫交錯。
3、通過對某些特殊知識點的深挖細(xì)究，達(dá)到對某一類知識或某一專題的融合、深化。
專題08 電能與光能的轉(zhuǎn)化模型
1．目前，許多城市的十字路口都安裝了太陽能紅綠燈。白天太陽能電池板給紅綠燈供電，同時多余的電能又給蓄電池充電。在陰雨天和晚上蓄電池又給紅綠燈供電，使紅綠燈能連續(xù)工作。其主要參數(shù)見表所示。那么，若太陽能電池板每天有效受光時間為6h，每平方米的面積上太陽輻射的功率為103 W，則
（1）這種太陽能電池板每天獲得的電能為多少焦耳？
（2）若太陽能紅綠燈由紅、黃、綠三燈組成，每天獲得的電能可使它連續(xù)正常工作40h，則太陽能紅綠燈正常工作時的功率是多大？
【答案】（1）4.32×106J ；（2）30W
【詳解】
解：（1）太陽能電池板每天獲得的總能量
W總=P1t1=103W/m2×0.5m2×6×3600s=1.08×107J
根據(jù)光電轉(zhuǎn)換效率公式可得，每天獲得的電能
W電=W總×η=1.08×107J×40%=4.32×106J
（2）太陽能紅綠燈正常工作時的功率為
答：（1）這種太陽能電池板每天獲得的電能為4.32×106J；
（2）太陽能紅綠燈正常工作時的功率是30W。
2．隨著人們環(huán)保意識的提高，“風(fēng)光互補路燈”（如圖所示）得到了廣泛的應(yīng)用。它既能通過太陽能電池板充電，又能通過風(fēng)力發(fā)電機充電，為延長蓄電池的使用壽命，一般充電至90%左右即停止充電，放電余留20%左右即停止電能輸出。下表為某型號風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)配置方案的相關(guān)參數(shù)：
（1）僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光多長時間？
（2）若當(dāng)?shù)靥栞椛涔β剩? h內(nèi)投射到1 m2面積上的太陽能）為3.0×106 J/（m2·h），求太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
（3）當(dāng)風(fēng)速為6 m/s時，風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率將變?yōu)?0 W。在這種風(fēng)速下，持續(xù)光照12 h，蓄電池的電量由20%充到了70%。求此過程中太陽能電池板發(fā)電的平均功率。
【答案】（1）60h；（2）；（3）
【詳解】
解：（1）僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光的時間
（2）若當(dāng)?shù)靥栞椛涔β剩? h內(nèi)投射到1 m2面積上的太陽能）為3.0×106 J/（m2·h），太陽吸收的太陽能為
太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率
（3）當(dāng)風(fēng)速為6 m/s時，風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率將變?yōu)?0 W，風(fēng)力發(fā)電機的儲存的電能為
蓄電池的電量由20%充到了70%，所蓄的電能為
此過程中太陽能電池板發(fā)電的電能為
此過程中太陽能電池板發(fā)電的平均功率
答：（1）僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光的時間為60h；
（2）太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率為15%；
（3）此過程中太陽能電池板發(fā)電的平均功率為。
3．如圖所示是太陽能LED路燈，白天有日照時，電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并儲存在鋰電池中，晚上鋰電池給LED路燈系統(tǒng)供電提供照明，已知：太陽能電池板輸出參數(shù)為“20V 5A”，有效面積為0.5m2；正常日照時，太陽每秒輻射到每平方米電池板上的能量為0.8×103J（即為0.8×103W/m2）。
（1）若每天正常日照8h，鋰電池一天可以儲存多少電能？
（2）該太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率為多少？
（3）若路燈每晚從20：00持續(xù)工作到凌晨5：00，為了節(jié)能，LED路燈系統(tǒng)安裝雷達(dá)感應(yīng)裝置，20：00至24：00人群活動密集時功率為20W，24：00至凌晨5：00夜深人靜時功率為4W，已知鋰電池最多能儲存3.24×106J的電能，則允滿電可以提供LED路燈系統(tǒng)在陰雨天（無日照）持續(xù)工作多少個晚上？
【答案】（1）；（2）25%；（3）9
【詳解】
解：（1）若每天正常日照8h，鋰電池一天可以儲存電能
（2）光電轉(zhuǎn)換效率為
（3）一天消耗電能
工作天數(shù)
答：（1）若每天正常日照8h，鋰電池一天可以儲存電能；
（2）該太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率為25%；
（3）持續(xù)9天。
4．在第19屆中國北京科技產(chǎn)業(yè)博覽會上，一項“中國原創(chuàng)”重大發(fā)明成為世界媒體的焦點！全新亮相的“巴鐵”（如圖）吸引了世界的關(guān)注。“巴鐵”是一種采用電力驅(qū)動的大運量寬體高架電車，上層載客，下層鏤空，馬路上的小汽車在它的“肚子”里自由穿行。設(shè)計最快時速，“巴鐵”牽引機系統(tǒng)采用直流電動機作動力，車頂層覆蓋太陽能光伏系統(tǒng)，為車內(nèi)照明系統(tǒng)提供電能，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：
（1）如果“巴鐵”正在以54km/h勻速行駛在筆直的馬路上，一輛長2m的小汽車同向以72km/h的速度勻速通過巴鐵的“肚子”，需多長時間？
（2）若行駛中的巴鐵總質(zhì)量為60t，則以最快速度勻速行駛，所受阻力為巴鐵總重7.5倍，巴鐵牽引機的功率為多少？
（3）為滿足“巴鐵”的照明系統(tǒng)同時正常工作，則光伏電池每平方米每小時需獲得的太陽能為多少焦？
【答案】（1）10s；（2）9×104W；（3）4.5×105J
【詳解】
解：（1）巴鐵速度
v1=54km/h=15m/s
汽車速度
v2=72km/h=20m/s
小汽車完全通過巴鐵的“肚子”時間
（2）巴鐵以最快速度勻速行駛時，牽引力
F=f=7.5×10-3G=7.5×10-3mg=7.5×10-3×60×103kg×10N/kg=4500N
巴鐵最快速度為72km/h，即20m/s，巴鐵牽引機的功率
P=Fv3=4500N×20m/s=9×104W
（3）照明系統(tǒng)同時正常工作1h消耗的電能
W1=Pt1=2kW×1h=2kW·h
總共獲得的太陽能
則光伏電池每平方米每小時需獲得的太陽能為
答：（1）時間為10s；
（2）巴鐵牽引機的功率9×104W；
（3）光伏電池每平方米每小時需獲得的太陽能為4.5×105J。
5．城區(qū)某街道兩旁安裝了風(fēng)光互補路燈，該路燈系統(tǒng)同時安裝了太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機，有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，并將電能儲存至蓄電池中，為了節(jié)能該路燈采用LED燈照明。下表為某型號風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，其中光電轉(zhuǎn)化效率是指太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電電流與放電總時間的乘積，最大輸出功率是指風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速時風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率。
(1)蓄電池充足一次電可儲存的能量是多少？
(2)在有風(fēng)晴天，光照5h，風(fēng)吹10h，太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電總和是多少？設(shè)太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1200W/m2，風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速。
(3)街道兩旁安裝了100盞該型號風(fēng)光互補路燈，每天正常工作10h，一個月消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒煤炭多少？（煤炭熱值，一個月按30天算）
【答案】(1)；(2)；(3)360
【詳解】
(1)根據(jù)電能計算公式可知
(2)根據(jù)光電轉(zhuǎn)化效率可知
光能轉(zhuǎn)化成的電能為
風(fēng)能轉(zhuǎn)化成的電能為
則總的電能為
(3)互補路燈下，一個月消耗的電能為
根據(jù)熱值計算公式可知
答：(1)蓄電池充足一次電可儲存的能量是；
(2)太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電總和是；
(3)一個月消耗的電能相當(dāng)于完全燃燒煤炭360kg。
6．如圖是一種配有風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板的新型路燈，路燈的額定功率為0.12kW，光電池接收太陽光輻射的功率為1kW，吹向風(fēng)力發(fā)電機葉片上的風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如下表所示，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為4%，光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η光。
(1)無風(fēng)的晴天，光照6h，太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是多少kW·h？光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率η光為多大？
(2)在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時的風(fēng)速為多大？
【答案】(1)1.2kW·h；20%；(2)10m/s
【詳解】
(1)已知，，，，路燈工作消耗的電能為
光照，光電池接收的太陽能為
光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為
(2)路燈工作消耗的電能為
光照，光電池接收的太陽能為
根據(jù)公式可知光電池產(chǎn)生的電能為
風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能為
根據(jù)公式，可知消耗的風(fēng)能為
風(fēng)的功率為
根據(jù)風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系可知此時的風(fēng)速為10m/s。
答：(1)無風(fēng)的晴天，光照6h，太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是1.2kw·h；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率為20%；
(2)在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時的風(fēng)速為10m/s。
7．為響應(yīng)市政府提出的“創(chuàng)建海綿型城市”的號召，小科設(shè)計了如圖所示的市政自動排水裝置模型，控制電路由電壓為12V、最大容量為6000mAh的蓄電池供電，蓄電池用“發(fā)電玻璃”制成的太陽能電板充電。R0為定值電阻，R為壓敏電阻，壓敏電阻通過杠桿ABO與圓柱形浮體相連，，壓敏電阻的阻值隨壓力變化的關(guān)系如下表：（壓板、杠桿和硬質(zhì)連桿的質(zhì)量及電磁鐵線圈電阻忽略不計，所用綠燈紅燈及排水泵的額定電壓均為220V）
(1)按照設(shè)計要求，當(dāng)水位上升到浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電流為100mA，排水泵啟動；定值電阻R0的阻值為多少____？該浮體重力為10N，浮體剛好全部浸入水中時受到的浮力為多少N____？
(2)在實際調(diào)試過程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動。如果在其他條件保持不變的前提下，要使排水裝置符合設(shè)計要求，應(yīng)該將與壓敏電阻相連的壓板向_____（填“左”或“右”）移動；
(3)若選用額定功率為5kW的排水電動機，排水泵機械效率為80%，工作2小時能將多少kg的水抽到6米高處____？（g=10N/kg）
(4)“發(fā)電玻璃”面積為0.2m2，其光電轉(zhuǎn)化率為10%，要對沒有電的控制電路蓄電池充滿電需要多少小時____？（太陽能輻射到每平方米地面上的平均功率按1kW計算）
【答案】 40Ω 100N 右 6米 3.6
【詳解】
(1)當(dāng)浮體剛好全部浸入水中時，壓敏電阻受到壓力為360N，通過電磁鐵線圈的電
I=100mA=0.1A
由表中數(shù)據(jù)知，此時壓敏電阻的阻值R=80Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以由可得定值電阻R0的阻值
設(shè)此時連桿對A端的作用力為FA，壓敏電阻對B處的作用力為FB，由杠桿的平衡條件可得
由力作用的相互性可知，A端對浮體向下的壓力
由力的平衡條件可得，此時浮體受到的浮力
(2)制作壓敏電阻的材料屬于半導(dǎo)體；在實際調(diào)試過程中，小科發(fā)現(xiàn)水位已達(dá)到安全位置上限，但排水裝置還未啟動，則控制電路的電流太小，如果在其他條件保持不變的前提下，要使排水裝置符合設(shè)計要求，應(yīng)減小控制電路中的電阻以增大控制電路中的電流，由表格數(shù)據(jù)可知，應(yīng)增大壓敏電阻受到的壓力，在A端作用力和動力臂不變的情況下，由杠桿平衡條件知，將壓板向右移動時，減小了阻力臂，可增大對壓敏電阻的壓力。
(3)由可得，排水電動機工作2h消耗的電能
電動機消耗的電能轉(zhuǎn)化為水的機械能
由W=Gh=mgh可得，能抽到6m高處水的質(zhì)量
(4) )蓄電池充滿電時儲存的電能
因發(fā)電玻璃的光電轉(zhuǎn)化率為10%，所以發(fā)電玻璃接收到的太陽能
由E=PSt可得蓄電池充滿電需要的時間
答：(1)定值電阻R0的阻值為40Ω；該浮體重力為10N，浮體剛好全部浸入水中時受到的浮力為100N；
(2)應(yīng)將壓板向右移動；
(3)工作2小時能將4.8×105kg的水抽到6米高處；
(4)要對沒有電的控制電路蓄電池充滿電需要3.6小時。
8．風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)同時安裝了風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板，有風(fēng)時通過風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，并將電能儲存至蓄電池中，供路燈照明使用蓄電池充滿電后不再充電，使用時放電至余留20%停止電能輸出，可使蓄電池使用壽命更為長久．
下表為某型號風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，其中光電轉(zhuǎn)化效率是指太陽能電池扳將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電電流與放電總時間的乘積，最大輸出功率是指風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速時風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率．
（1）風(fēng)力發(fā)電機是根據(jù)______原理發(fā)電的，利用風(fēng)力發(fā)電時，是將______能轉(zhuǎn)化為電能
（2）當(dāng)太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時，太陽能電池板的輸出功率為______W
（3）已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率P與風(fēng)速v的三次方成正比，若風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率為50W此時風(fēng)速為______m/s．
（4）充滿電的蓄電池以額定電壓對外供電，輸出功率為100W時，為使蓄電池的使用壽命更為長久，持續(xù)供電的時間不能超過______h
（5）某城市一道路的路燈采用該型號風(fēng)光互補路燈照明，已知路燈的規(guī)格為“12V、70 W”路燈共1000盞，每天正常工作10 h，則一天消耗的電能為______kW?h
【答案】 電磁感應(yīng) 機械能 80 6 14.4 700
【詳解】
(1)[1][2]風(fēng)力發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)電的,，利用風(fēng)力發(fā)電時，是將機械能(風(fēng)能)轉(zhuǎn)化為電能；
(2)[3]電池板吸收的太陽能的功率：
P=1000W/m2×0.5m2=500W，
太陽能電池板的輸出功率：
P′=16%×500W=80W；
(3)[4]根據(jù)題意可知：
=
所以風(fēng)速：
v===6m/s，
(4)[5]∵P=UI，
∴I=，
使用時放電至余留20%停止電能輸出,放電量：
Q=150Ah×(1?20%)=120Ah，
放電時間：
t===14.4h.
(5)[6] 一天消耗的電能為：
W=Pt=701000。
9．有一種太陽能路燈（電路如圖所示），白天，光控開關(guān)S1與觸點a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電；晚上，光控開關(guān)S1與觸點b接觸，給路燈供電．時間控制開關(guān)S2，晚上12點前與觸點c接觸，主燈發(fā)光，12點后與觸點d接觸，副燈發(fā)光．主燈為“24V 15W”的節(jié)能燈，副燈為“24V 10W”的節(jié)能燈，平均每天各工作6小時．求：
（1）路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時？
（2）已知太陽能電池板的面積為0.5m2，每平方米平均收集功率為1.5kW，若太陽光照射10小時能使路燈正常工作5天，求太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率．
（3）請舉出這種太陽能路燈的兩個優(yōu)點．
【答案】（1）0.15kW?h．（2）10%；（3）太陽能路燈的優(yōu)點：①采用太陽能電池可以節(jié)約電能；②主燈和副燈切換工作，也節(jié)約電能；③太陽能零排放、無污染、取之不盡等．
【詳解】
（1）主燈一天消耗的電能為：
副燈一天消耗的電能為：
一天共消耗電能：
（2）電池板10小時收集的電能為：
路燈正常工作5天消耗的電能為：
太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率：
（3）太陽能路燈的優(yōu)點可以從節(jié)能環(huán)保的角度分析，且太陽能為可再生能源，故優(yōu)點可總結(jié)為：①采用太陽能電池可以節(jié)約電能；②主燈和副燈切換工作，也節(jié)約電能；③太陽能零排放、無污染、取之不盡等．
故答案為（1）0.15kW?h．（2）10%；（3）太陽能路燈的優(yōu)點：①采用太陽能電池可以節(jié)約電能；②主燈和副燈切換工作，也節(jié)約電能；③太陽能零排放、無污染、取之不盡等．
點睛：注意新能源的普遍性特點，是近幾年考試的重點內(nèi)容，如資源豐富，普遍具備可再生特性，可供人類永續(xù)利用；且不含碳或含碳量很少，對環(huán)境影響小，即無污染，所以人類目前大力發(fā)展新型能源．
10．如圖是一種建在太空的太陽能電站向地球上固定區(qū)域供電的示意圖.在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能電池.通過 光電轉(zhuǎn)換把太陽能轉(zhuǎn)換成電能.再經(jīng)微波轉(zhuǎn)換器將電流轉(zhuǎn) 換成微波.并通過天線將電能以微波的形式向地面發(fā)送. 地面接收站通過天線把微波能還原成電能.
(1)如果太陽能電池的硅片能提供的電能為12 kw／m2,巨大的太陽能收集板的總面積為5×106m..則太陽能電站的發(fā)電能力是多少千瓦?
(2)利用微波傳輸電能.實現(xiàn)了“無纜輸電 .輸電效率可達(dá)80%.若微波輸電采用的頻率是2450 MHz.求微波的波長及地面接收站接收到的電能.
【答案】（1）6×107kW．（2）0.12m和4.8×107kW．
【詳解】
因太陽能電池的硅片能提供的電能為12kW/m2，巨大的太陽能收集板的總面積為5×106m2，可得太陽能電站的發(fā)電能力P=P0S=1.2×104W/m2×5×106m2=6×1010W=6×107kw．微波的波長等于波速與波長的比值即波長=3×108m/s/2450×106Hz=0.12m．地面接收站接收到的電能是P′=P?η=6×107kw×0.8=4.8×107kw．
11．目前很多城市已經(jīng)使用了風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)如圖所示，它具備了風(fēng)能和太陽能產(chǎn)品的雙重優(yōu)點：該系統(tǒng)既可以通過太陽能電池組獨立發(fā)電并儲存在蓄電池，也可以通過風(fēng)力發(fā)電機獨立發(fā)電并儲存在蓄電池；在風(fēng)、光都具備時可以同時發(fā)電。某種型號的風(fēng)光互補路燈技術(shù)參數(shù)如下：
（1）假設(shè)路燈每晚工作10h，求路燈正常工作時每晚消耗的電能。
（2）如果太陽光照射到地面時的輻射功率為800J/（s?m2）（1s 輻射在每1m2上的光能為800J），若太陽能電池板的面積為1.25m2，太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率為多大？
（3）在平均風(fēng)速為8m/s 的晚上，風(fēng)力發(fā)電機除了保障路燈正常工作外，同時還給蓄電池充電，如果風(fēng)力發(fā)電機一晚上工作時間為8h，則在這段時間內(nèi)蓄電池儲存電能是多少kW?h？
（4）已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出電功率P與風(fēng)速v的平方成正比．我市沿海風(fēng)速不低于4m/s 的時間每年不少于4000h，試估算這臺風(fēng)光互補路燈系統(tǒng)利用風(fēng)能的最小年發(fā)電量是多少KW?h？
【答案】（1）0.6；（2）10%；（3）1.6；（4）260
【詳解】
解：(1)路燈正常工作時每晚消耗的電能
(2)太陽能電池板接收到的總功率
P總= 800J/(s?m2)×1.25m2=1000W
太陽能電池板平均輸出功率P出=100W，所以光電轉(zhuǎn)換效率為
(3)蓄電池可儲存的電能
W=(P額－P燈)t=(260×10-3kW－60×10-3kW)×8h =1.6kW·h
(4)根據(jù)題意有
當(dāng)風(fēng)速為4 m/s時風(fēng)力發(fā)電機輸出功率
所以最小年發(fā)電量約為
12．如圖是一種配有風(fēng)力發(fā)電機和太陽能電池板的新型路燈，路燈的額定功率為0.12kW，光電池接收太陽光輻射的功率為1kW，吹向風(fēng)力發(fā)電機葉片上的風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如下表所示，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為4%，光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η光。
（1）無風(fēng)的晴天，光照6h，太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是多少kW·h？光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率η光為多大？
（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時的風(fēng)速為多大？
【答案】（1）1.2kW·h， 20%；（2）10m/s
【詳解】
解：（1）路燈工作t1=10h消耗的電能
W電1=P燈t1=0.12kW×10h=1.2kW·h
光照t2=6h，光電池接收的太陽能
W光1=P光×t2=1kW×6h=6kW·h
光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率
（2）路燈工作t3=7h消耗的電能
W電2=P燈t3=0.12kW×7h=0.84kW·h
光照t4=3h，光電池接收的太陽能
W光2=P光t4=1kW×3h=3kW·h
可知光電池產(chǎn)生的電能
風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能
W風(fēng)電=W電2﹣W光電=0.84kW·h﹣0.6kW·h=0.24kW·h
消耗的風(fēng)能
風(fēng)的功率為
根據(jù)風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系可知此時的風(fēng)速為10m/s。
答：（1）無風(fēng)的晴天，光照6h，太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是1.2kW?h；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率為20%。
（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時的風(fēng)速為10m/s。
光電轉(zhuǎn)換效率η
有效受光面積S
燈泡額定電壓U
40%
0.5m2
24V
風(fēng)力發(fā)電機
太陽能電池組件
LED路燈
蓄電池容量
額定
風(fēng)速
10m/s
總面積電池板
1.44m2
額定電壓
12V
400A·h
額定輸出功率
400W
額定輸出功率
180W
額定功率
80w
動力系統(tǒng)
電機額定電壓
電機平均工作電流
車體總長
有效載貨
直流
車載光伏系統(tǒng)
光伏電池有效面積
光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率
照明系統(tǒng)總功率
20%
太陽能電池板
風(fēng)力發(fā)電機
蓄電池
LED燈
電池板的總面積
0.8m2
最大限制風(fēng)速
12m/s
電池容量
250A?h
額定電壓
24V
光電轉(zhuǎn)化效率
15%
最大輸出功率
150W
額定電壓
12V
額定功率
200W
風(fēng)速（m/s）
2
4
6
8
10
12
16
風(fēng)功率（W）
15
125
420
1000
2000
3375
8000
壓敏電阻受到的壓力F/N
60
120
180
240
300
360
420
480
…
壓敏電阻R阻值/Ω
400
260
180
125
100
80
65
55
…
風(fēng)力發(fā)電
額定功率
風(fēng)力發(fā)電
額定風(fēng)速
風(fēng)力發(fā)電機啟動風(fēng)速
路燈額定電壓
路燈額定功率
太陽能電池板平均輸出功率
260W
8m/s
3m/s
24V
60W
100W
風(fēng)速（m/s）
2
4
6
8
10
12
16
風(fēng)功率（W）
15
125
420
1000
2000
3375
8000

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